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整體葉輪葉片振動疲勞試驗裝置及試驗方法

本發明公開了一種整體葉輪葉片振動疲勞試驗裝置及試驗方法，該試驗裝置包括振動試驗臺及整體葉輪，整體葉輪經夾具軸向壓緊并固定在振動試驗臺上；振動試驗臺連接有用于起振的振動裝置；整體葉輪連接有用于檢測并記錄試驗參數的檢測裝置；整體葉輪上的相鄰葉片之間設有用于使相鄰葉片互相阻尼的橡膠阻尼塊。振動的葉片對刀具切削刃施加了巨大的應變，造成裂紋，并且隨機械和熱應力而增加。本發明通過在整體葉輪上相鄰葉片問設置橡膠阻尼塊使得相鄰葉片問互相阻尼，保證了對整體葉輪上單個葉片進行振動疲勞試驗時其他葉片不能自由振動，既避免了對整體葉輪進行等分切割的麻煩，又避免了因支撐葉片的剛性變化導致葉片固有頻率的改變，從而保證了振動疲勞試驗結果的可靠性。

葉片是風電機組的主要部件，其結構強度直接影響到風電機組的工作效率和運行可靠性。風電機組葉片的工作環境除了承受變化的空氣動力外，還受到本身慣性力以及機艙帶來的負荷，很容易發生振動。

風電機組的葉片上安裝振動加速度傳感器。整體葉輪葉片振動疲勞試驗裝置及試驗方法本發明公開了一種整體葉輪葉片振動疲勞試驗裝置及試驗方法，該試驗裝置包括振動試驗臺及整體葉輪，整體葉輪經夾具軸向壓緊并固定在振動試驗臺上。由于風速變化而引起葉片在軸向方向上產生振動，該振動加速度傳感器能夠對葉片振動的加速度數值進行采集測量，反應葉片振動的運動性質。由于風電機組的機艙工作受到風速流動的推力和壓力，以及溫度變化等方面的影響，應采取工作頻率范圍較寬、堅固耐用以及受到外界干擾較小的傳感器。

高速旋轉葉片振動實時監測技術是電力工業、能源工業、航空、航運業亟待解決的難題,傳統的接觸式測量方法很難做到同時監測同級所有葉片的振動情況,因此人們一直在研究非接觸式旋轉葉片振動的測量新技術—葉端定時測量技術。(4)基于葉片流場分析的結果,應用ANSYS軟件,對考慮S1、S2氣動加載和集中載荷加載三種情況下的葉片振動響應進行了計算和分析。它是一種利用旋轉著的葉片在有振動與無振動時到達葉端傳感器的時刻所存在的偏差來計算葉片振動振幅和頻率的測量技術。隨著激光技術和電子技術的發展,葉端定時測量技術在硬件技術上已完全成熟。但是在數據處理方法上還不夠完善。成為阻礙葉端定時技術發展的重大障礙。

非接觸式旋轉葉片振動測量技術是采用葉端定時測量的方法對葉片振動進行測量。連接條件主要包括：葉根與葉輪連接條件、拉筋與葉片的連接方式、圍帶與葉片的連接方式。將兩個或多個葉端定時傳感器沿徑向安裝在旋轉機械相對靜止的殼體上，利用傳感器感受在它前面通過的旋轉葉片所產生的脈沖信號。如果葉片不發生振動，可根據每個葉片在轉子上的角度和轉子的旋轉速度計算出葉片到達傳感器的時間。但實際上葉片是振動的，所以葉片的端部相對于轉動方向將會向前或向后偏移，使得到達傳感器的實際時間與假設葉片不振動時到達傳感器的時間不相等，即脈沖到達時間發生改變，產生一個時間差Δt，對該信號序列{Δt}進行分析處理，即可得到葉片振動信息。